使用示波器进行功率测量时必须知道的 7 大秘诀

尽量扩大测量动态范围

1) 通过计算平均值提高测量分辨率

2) 使用高分辨率采集提高测量分辨率

3) 使用交流耦合去除直流偏置

4) 使用示波器和探头限制带宽

在探测中优化信号完整性

5) 使用差分探头进行安全、精确的浮置测量

6) 避免探测耦合了辐射功率的附件

7) 选择避开示波器最灵敏设置的探头

第 1 个秘诀

通过计算平均值提高测量分辨率

在某些功率测量应用中，您需要测量大动态范围的值，同时还需要细致地调整分辨率，以测量参数的微小变化。除了使用高分辨率数字转换器之外，您也可以使用其他采集方法来降低随机噪声，增加测量的有效动态范围。例如求平均值和高分辨率采集。

求平均值要求测量的是重复信号。该算法对跨越多次采集的各时间段内的点求平均值。这样可以降低随机噪声，为您提供更卓越的垂直分辨率。

垂直分辨率每增加一位，需要计算多少平均值？答案是每计算 4 个样本平均值，便可将垂直分辨率增加 1 位。原理如下：

· 增加的位数 = 0.5 log2 N

· N = 计算平均值的样本数

· 例如，对 16 个样本求平均值，垂直分辨率将增加：

· 位数 = 0.5 log2 16 = 2

· 因此，有效的垂直分辨率为 8 + 2 = 10 位。

这种算法在垂直分辨率为 12 位时效果最好，因为再继续增加下去，其他因数（例如示波器的垂直增益或偏置精度）将起到决定性作用。平均模式的优点是，它对示波器的实时带宽没有任何限制。缺点是它要求使用重复性信号，并会降低波形更新速率。

图 1：在正常采集模式下捕获的开关电源的 Vds